Федеральне агентство з освіти
Федеральне державне освітнє
установа вищої професійної освіти
В«Сибірський федеральний університетВ»
ІНСТИТУТ ІНЖЕНЕРНОЇ ФІЗИКИ І РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
СФУ
Кафедра В«Радіотехнічні системиВ»
Курсова робота
Система слідкування за напрямок
Пояснювальна записка
Виконав:
студент групи РФ02-02
Н. Г Чикунова.
Перевірив:
професор кафедри РС
В. Н. Бондаренко
Красноярськ 2009
Технічне завдання
Для заданої структурної схеми стежить системи (малюнок 1) і моделей задає впливу x ( t ) і перешкоди n ( t ) (Покладається білим шумом зі спектральною щільністю N 0 Вт/Гц) виконати наступне:
1 Визначити передавальні функції розімкнутої системи K р ( p ), а також замкнутої системи K з ( p ), спектральну щільність N е. еквівалентних флуктуації, приведених до входу дискримінатора.
2 Провести оптимізацію стежить системи за параметром k і використовуючи критерій мінімуму середнього квадрата помилки; визначити, оптимальне значення шумової смуги F ш системи і мінімально допустиму помилку стеження e min ; побудувати графіки залежностей результуючої середньої квадратичної помилки стеження, а також її складових (Динамічної і шумовий) від смуги F ш .
3 Побудувати логарифмічні амплітудно-частотну (ЛАХ) і фазочастотную (ЛФХ) характеристики розімкнутої системи і визначити по ним запас стійкості по амплітуді і фазі при оптимальному значенні параметра k і .
4 Провести моделювання стежить системи на ЕОМ при двох типах впливу: а) ступінчастому; б) квадратичному, побудувати графіки перехідного процесу і визначити якісні показники системи в перехідному режимі (швидкодія, перерегулювання).
5 Скласти функціональну схему стежить системи заданого типу (схема повинна містити функціональні елементи пристрою пошуку та виявлення сигналу).
Рисунок 1 - Структурна схема стежить системи
Вихідні дані
Тип стежить системи: ССН;
Задає вплив: Х 0 = 0,5 [X]/c
Коефіцієнт передачі дискримінатора: k д = 0,075 В/град;
Спектральна щільність шуму: N 0 = 0,012 Вт/Гц.
Параметри динамічного ланки:
порядок астатизму: k = 1;
порядок ланки: n = 3;
число форсуючих ланок: m = 0;
T 1 = 0,08 с;
T 2 = 0,2 c;
Динамічне ланка має наступну передаточну функцію:
Область застосування: цифровий стежить вимірювач кутових координат моноимпульсной сумарно-різницевої РЛС.
стежить система логарифмічна разомкнутая
Зміст
Зміст
Введення
1 Аналіз завдання
2 Визначення передавальних функцій розімкнутої та замкнутої систем, спектральної щільності еквівалентних флуктуацій
3 Оптимізація системи за параметром kи з використанням критерію мінімуму середнього квадрата помилки
4 Аналіз стійкості автоматичної системи частотним методом за критерієм Найквиста
5 Комп'ютерне моделювання системи, знаходження перехідної характеристики, оцінка якості системи в перехідному режимі
6 Функціональна схема цифрового слідкуючого вимірника кутових координат моноимпульсной сумарно-різницевої РЛС
Висновок
Список використаних джерел
24
Введення
Невід'ємною частиною сучасної радіоапаратури є автоматичні системи. Автоматичні системи зустрічаються практично у всіх пристроях, від простих радіоприймальних пристроїв до складних систем супутникового зв'язку.
Автоматичні системи вирішують самі різні завдання. Вони дозволяють більш ефективно виробляти прийом і обробку сигналу, підстроювання частоти, наведення на ціль, пеленгацію.
До систем автоматичного управління пред'являються жорсткі вимоги: забезпечення мінімальної помилки стеження, стійкості, швидкодії, малого перерегулювання, простотою побудови та експлуатації. Тому на сьогодні питання покращення автоматичних систем не вичерпаний. Ведеться пошук оптимальних параметрів ланок, схемотехнічних рішень, методів розрахунку.
Метою цієї курсової роботи є дослідження автоматичної системи, закріплення знань про автоматичних системах і їх характеристиках, а також пошук шляхів забезпечення кращих параметрів, на основі отриманих результатів дослідження.
1 Аналіз завдання
У цій курсовій роботі необхідно провести розрахунок і оптимізацію автоматичної системи, визначити її основні характеристики, справити моделювання системи. До розраховується системи пред'являються кілька вимог:
1 мінімальна помилка стеження;
2 забезпечення необхідного запасу стійкості;
3 високі показники якості системи в перехідному режимі.
Для забезпечення якості перехідних характеристик, ділянка ЛАХ розімкнутої системі поблизу частоти зріз повинна мати нахил -20 дБ/дек, повинен бути по можливості симетричним і мати протяжність не менше декади/1 /.
Також у курсовій роботі потрібно привести функціональну схему конкретної системи спостереження за напрямком з її коротким описом.
2 Визначення передавальних функцій розімкнутої та замкнутої систем, спектральної щільності еквівалентних флуктуацій
Коефіцієнт передачі розімкнутої системи:
(2.1)
І відповідно передатна функція замкнутої системи:
(2.2)
Оскільки спектральна щільність N 0 має розмірність Вт/Гц, при перенесенні суматора на вхід дискримінатора необхідно брати квадрат його коефіцієнта передачі:
N е. = N 0 /K d 2 = 0,012/0,005 = 2,4 Гц.
3 Оптимізація системи за параметром k і з використанням критерію мінімуму середнього квадрата помилки
Середній квадрат помилки знаходиться як сума квадрата динамічної помилки і дисперсії шумової помилки:
Оскільки система володіє астатизмом другого порядку і вхідний вплив квадратичне, для динамічної помилки маємо:
Дисперсія шумовий помилки знаходиться за формулою:
де F ш - шумова смуга замкнутої системи, яка знаходиться за формулою:
де K з (П‰) - Модуль коефіцієнта передачі замкнутої системи.
Щоб привести даний інтеграл до табличного, візьмемо комплексний коефіцієнт передачі замкнутої системи з формули (2.2), замінивши p на j П‰:
K з (jw) = K (jw). k d /1 + K (jw). k d
Знайдемо квадрат модуля шляхом множення комплексного коефіцієнта передачі на комплексно сполучений:
У цьому випадку вираз можна представити відношенням поліномів:
Де поліноми:
де коефіцієнти поліномів дорівнюють:
Інтеграл (3.4) зводиться до табличному:
де I 2 одно:
Для n = 3 отримуємо:
(3.8)
Підставивши, отримуємо формулу для обчислення шумовий смуги:
(3.9)
Дисперсія шумовий помилки буде дорівнює:
Середній квадрат результуючої помилки:
...
